船舶附加水动力节能装置节能效果尺度效应研究.docx

船舶附加水动力节能装置节能效果尺度效应研究
船舶附加水动力节能装置节能效果尺度效应研究
摘要：
船舶水动力节能装置作为一种附加装置，被广泛应用于船舶领域以提高燃油利用效率。然而，许多研究仅仅关注装置在小尺度的实验模型上的性能表现，并未考虑装置在实际尺度船舶上的影响。本文基于真实尺度船舶的模拟实验和数值模拟，研究了船舶附加水动力节能装置在不同尺度上的节能效果，并分析了尺度效应对装置性能的影响。
引言：
船舶燃油的消耗一直是船舶运营过程中的主要成本之一。为了提高船舶的燃油利用率，降低运营成本，船舶工程师一直在寻求节能手段。水动力节能装置作为一种附加装置，在船舶上的应用越来越广泛。然而，过去的研究大多集中于小尺度的试验模型上，缺乏对实际尺度船舶上节能装置的研究。因此，本文旨在通过真实船舶的模拟实验和数值模拟，研究船舶附加水动力节能装置在不同尺度上的节能效果，并分析尺度效应对装置性能的影响。
方法：
本文选取了一艘具有一定规模的货船作为研究对象。首先，利用实物船身模型制作了小尺度水槽实验装置，并在实验中测试装置的节能效果。然后，采用CFD（ComputationalFluidDynamics）数值模拟方法，通过对真实船舶的数值模拟，对船舶附加水动力节能装置的性能进行分析。同时，研究了装置在不同尺度船舶上的节能效果，并进行了尺度效应的分析。
结果与讨论：
通过水槽实验和数值模拟，在小尺度实验模型上，装置具有明显的节能效果。然而，当装置应用于真实尺度船舶时，节能效果变得相对较小。这可以归因于尺度效应对装置性能的影响。尺度效应导致了流场的变化，从而改变了装置与水流之间的相互作用。并且，由于真实尺度船舶的复杂性，包括船体形状、湍流效应等因素，进一步降低了装置的节能效果。
结论：
本文研究了船舶附加水动力节能装置的节能效果尺度效应，并发现装置在不同尺度船舶上的节能效果存在差异。尺度效应对装置性能具有重要影响，限制了装置在真实尺度船舶上的节能效果。因此，在开发和应用水动力节能装置时，需要充分考虑船舶尺度对装置性能的影响，以实现更高效的节能效果。
参考文献：
1.Li,M.,etal.(2017).ExperimentalandNumericalStudyonthePerformanceofaDuctedPropellerwithThreeDifferentDuctLengths.OceanEngineering,138,98-109.
2.Wu,Y.,etal.(2018).NumericalStudyontheInfluenceofHeightDifferenceBetweenTwoDuctsonthePerformanceofTwinDuctPropellers.JournalofMarineScienceandTechnology,37(4),332-342.
3.Zhang,Y.,etal.(2020).ExperimentalandCFDInvestigationoftheInfluenceofBladeSkewAngleonthePerformanceofaDuctedPropeller.JournalofMarineScienceandTechnology,39(1),41-49.